國家體育場-鳥巢主結構安裝方案

1編制依據(jù)

1.1規(guī)范、規(guī)程及標準

序號名稱編號

1鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003

2建筑鋼結構焊接技術規(guī)程JGJ81-2002

3鋼結構制作安裝施工規(guī)程YB9254-95

4鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范GB50205-2001

5工程測量規(guī)范與條文說明GB50026-93

6建筑工程測量規(guī)程DBJ01-21-2000

7建筑施工安全檢查標準JGJ59-99

8建筑工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范GB50194-93

9北京市建筑工程施工安全技術規(guī)程DBJ01-62-2002

10建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準GB50300-2001

11國家體育場鋼結構工程施工質量驗收標準

1.2施工圖紙及有關文件

《國家體育場鋼結構設計施工圖》

2004年12月審查通過的《國家體育場工程施工組織設計》

1.3其它

序號名稱編號

1建筑結構長城杯工程質量評審標準DBJ/T01-69-2003

2建筑長城杯工程質量評審標準DBJ/T01-70-2003

3北京城建集團國家體育場工程總承包管理體系文件2003版

4國家體育場鋼結構工程焊接工藝評定方案2005.5

5關于施工方案編制規(guī)定的通知

2工程概況

2.1工程簡介

國家體育場位于北京市城府路南側，奧林匹克公園中心區(qū)內，是北京2008年奧運

會的主體育場。建筑頂面呈馬鞍型，長軸為332.3m,短軸為297.3m,最高點高度為

68.5m,最低高度為40.lm°屋蓋中間開洞長度為185.3m,寬度為127.5m。

主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射型布置，與屋面及立面的次結構一起形成了“鳥

巢”的特殊建筑造型。大跨度屋蓋支撐在周邊的24根桁架柱之上，主桁架盡可能直通

或接近直通，并在中部形成由分段直線構成的內環(huán)洞口。為了避免出現(xiàn)過于復雜的節(jié)

點，4根主桁架在內環(huán)附近截斷。用分段直線代替主桁架空間彎扭曲線弦桿，減少構

件的加工難度。將腹桿傾斜角度控制在60°左右，網(wǎng)格大小盡量均勻，上下弦節(jié)點對

齊，具有較好的對稱性。桁架柱、弦桿與腹桿形成完整的桁架，腹桿主要連接于外柱

與立面次結構的交點。腹桿軸線與內外柱軸線在同一平面內，腹桿寬度為1200nmi,與

菱形內柱同寬。在屋蓋上弦采用膜結構作為屋面圍護結構，屋蓋下弦采用聲學吊頂。

主場看臺部分采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結構體系，與大跨度鋼結構完全脫開。

屋蓋主結構的桿件均為箱型構件，其中，主桁架斷面高度為12m,上弦桿截面為

1200mmX1200mm-lOOOmmX1000mm,下弦桿截面為1000mmX1200mm-800mmX800mm,腹

桿截面基本為600mmX600nmi,主桁架沿洞口斜角交叉布置。桁架柱為三角形格構柱，，

每根格構柱由兩根1200nrniX1200mm箱型外柱和一根1200mmX1200mni菱形內柱組成，腹

桿截面為1000minX12()0nin］。桁架柱上端大、下端小，上端與主桁架相連，下端埋入鋼

筋混凝土承臺內，并將屋蓋荷載傳至基礎。

除菱形內柱下端(標高+1.500m)上部采用了Gs20Mn5V鑄鋼件外，屋蓋主結構主

要采用Q345D、Q345GJD及Q460E綱材，其中Q460E低合金高強度鋼材在國內民用建筑中

首次使用。

本工程主結構約為21700噸，其中桁架柱約為10500噸，主桁架約為11200噸，次結

構約11700噸,樓梯與馬道約5000噸,本工程合計鋼材總計約41800噸。

2.2工程特點、難點

2.2.1工程特點

本工程作為國家標志性建筑，2008年奧運會主場館，其主結構特點十分顯著，具

體如下:

(1)構件體型大，單體重量重

作為屋蓋結構的主要承重構件，桁架柱最大斷面達25mx20m,高度達67m,單幅

最重達500噸。而主桁架高度12nb雙根貫通最大跨度145.577+112.788m,不貫通桁架

最大跨度102.391m,桁架柱與主桁架體型大、單體重量重。

(2)節(jié)點復雜

由于本工程中的構件均為箱型斷面桿件，所以，無論是土結構之間，還是主次結

構之間，都存在多根桿件空間匯交現(xiàn)象。加之次結構復雜多變、規(guī)律性少，造成主結

構的節(jié)點構造相當復雜，節(jié)點類型多樣，制作、安裝精度要求高。

(3)工期緊

本工程量大，但安裝工期相當短，工期緊，與土建施工交叉作業(yè)，平面場地緊張.

(4)焊接量大

本工程工地連接為焊接吊裝分段多，現(xiàn)場焊縫長度長，加之厚板焊接、高強鋼焊

接、鑄鋼件焊接等居多，造成現(xiàn)場焊接工作量相當大，難度高，高空焊接仰焊多。

(5)冬雨季施工

本工程主結構吊裝時間需跨越冬季和春節(jié)，所以存在冬雨季施工，施工難度較大。

2.2.2工程難點

(1)工程組織難度大

主結構吊裝時，土建施工還未結束，現(xiàn)場組裝正在大面積開展，故存在多方施工

交叉作業(yè)現(xiàn)象。加之，現(xiàn)場場地狹小，施工場地布置、構件運輸及大型吊機行走路線

等受到很大限制。同時，本工程結構復雜，各吊裝分段之間相互關聯(lián)，必須按一定順

序進行組裝、吊裝，否則將出現(xiàn)窩工現(xiàn)象。各施工方需合理協(xié)調、統(tǒng)籌管理，工程組

織難度大。

(2)構件翻身、吊裝難度大

為降低組裝難度，本工程中的桁架柱將采用臥拼法，主桁架將采用平拼法（內圈

主桁架立拼除外），故拼裝結束后、吊裝前必須進行翻身工作。由于構件體型較大，

重量重，翻身時吊點的設置和吊耳的選擇難度較大，特別是桁架柱的翻身，吊耳在翻

身和吊裝時的受力有所變化，需考慮三向受力。同時，翻身過程中的穩(wěn)定性比較難控

制。由于桁架柱和主桁架的分段口均為箱型斷面，分段吊裝時存在多個管口對接的問

題，對于箱型斷面，要保證多個管口的對口精度，難度巨大。起吊時，必須調整好分

段構件的角度和方位，而對于體型大、重量重的構件，角度調節(jié)相當困難，吊裝難度

大。

（3）高空構件的穩(wěn)定難度大

由于本工程采用散裝法（即分段吊裝法），分段吊裝時，高空構件的風載較大，

在分段未連成整體或結構未形成整體之前，穩(wěn)定性較差，特別是桁架柱的上段和分段

主桁架的穩(wěn)定性較差，必須采用合理的吊裝順序（盡量首尾相接、分塊吊裝）和側向

穩(wěn)定措施（如拉錨、纜風繩等），

（4）焊接難度大

本工程中既有薄板焊接，又有厚板焊接，既有平焊、立焊，又有仰焊，既有高強

鋼的焊接，又有鑄鋼件的焊接，焊接工作量大。薄板焊接變形大，厚板焊接熔敷量大,

溫度控制和勞動強度要求高。而高空焊接、冬雨季焊接的防風雨防低溫措施更使得焊

接難度增大。

（5）安裝精度控制難

由于施工過程中結構本身因自重和溫度變化均會產(chǎn)生變形，而且支撐胎架在荷

我作用下也會產(chǎn)生變形，加之，結構形體復雜，均為箱型斷面構件，位置和方向性均

極強，安裝精度受現(xiàn)場環(huán)境、溫度變化等多方面的影響，安裝精度極難控制，施工難

度大。施工時必須采取必要的措施，提前考慮好如何對安裝誤差進行調整和消除，如

何進行測量和監(jiān)控，使變形在受控狀態(tài)下完成，以保證整體造型和施工質量。

（6）質量要求高，施工難度大

本工程無論是外觀質量，如外形尺寸、焊縫外觀，還是內在質量，如焊縫質量等

級、焊接殘余應力消除等，都要求相當高，而現(xiàn)場施工條件差。同時，對于大跨度空

旬結構，溫度變形和溫度應力較大，為此，設計確定了分塊合攏和合攏溫度，操作難

度大。

3施工部署

3.1施工區(qū)域劃分

根據(jù)施工總承包合同以及土建施工分區(qū)情況，結合鋼結構總體安裝方案確定的分

階段分區(qū)域對稱安裝原則，將鋼結構安裝劃分I、口兩大施工區(qū)域，I區(qū)范圍為C21立

柱一C8立柱區(qū)域，II區(qū)范圍為C9立柱一C20立柱區(qū)域，如下圖所示。

圖3.1-1鋼結構施工分區(qū)圖

根據(jù)總體安裝思路，每個施工區(qū)域選用1臺800t履帶吊和1臺600t履帶吊進行主結

構的吊裝。其中，800t履帶吊布置在外環(huán)，負責桁架柱、外圈主桁架及部分中圈主桁

架的安裝，600t履帶吊布置在內環(huán)，負責內圈及部分中圈主桁架的安裝。所以，根據(jù)

800t履帶吊和600t履帶吊承擔的任務，又將每個施工區(qū)域分成內外兩個小吊裝分區(qū)，

具體見下圖：

圖3,1-2鋼結構吊裝任務分工圖

3.2施工組織

國家體育場鋼屋蓋結構復雜，造型新穎，舉世矚目，施工難度極大，作為體育場

工程的核心，鋼結構工程是整個體育場工程的重中之重，體育場工程的總體安排必須

以鋼結構的安裝為統(tǒng)籌主線，鋼結構詳圖設計、加工制作、現(xiàn)場拼裝等必須圍繞現(xiàn)場

安裝工作來進行。另外，由于JL期緊，鋼結構工程需與混凝土看臺交叉作業(yè)，而且制

約著基座工程的開始乃至整個工程的竣工，因此，需要建立一個以總包為核心、完善

有效的鋼結構組織管理體系，對鋼結構工程進行全面系統(tǒng)的管理，以保證總體施工的

順利實施。

由于本工程鋼結構分成兩大施工區(qū)域來進行加工和安裝，所以，在施工組織上，

不但要建立總包鋼結構組織管理體系，進行統(tǒng)籌管理、統(tǒng)一協(xié)調。同時要建立分區(qū)專

業(yè)鋼結構項目部組織管理機構，實施對鋼結構施工班組和作業(yè)人員的具體管理及鋼結

構施工過程中的各項管理工作，以確保各項技術要求、質量要求及安全要求等能夠貫

徹落實到實際施工當中，確保各項工作按預期的目標進行。

3.2.1總包鋼結構組織管理體系

作為國家體育場的總承包方，總包應建立總包鋼結構組織管理體系，以實施對鋼

結構各分工單位的管理和鋼結構施工過程的宏觀管理。根據(jù)本工程鋼結構特點，總包

鋼結構組織管理體系具體如下：

3.2.2專業(yè)項目部管理組織機構

專業(yè)鋼結構項目部是該工程鋼結構的具體實施單位，鋼結構各項工作目標的實現(xiàn)

都建立在專業(yè)鋼結構項目部的具體施工和管理工作之上。由于鋼結構在整個國家體育

場的特殊地位，專業(yè)鋼結構項目部的各項工作會對整個工程產(chǎn)生重大的影響，為此，

需建立專業(yè)鋼結構項目部管理機構，具體如下：

項目經(jīng)理專家顧問

商務部質量部技術部工程部安全部綜合部

施工一隊施工二隊

安

焊

焊

安

涂

涂

其

其

接

裝

接

裝

裝

裝

它

它

班

班

班

班

班

班

組

組

組

組

組

組

圖3.2專業(yè)項目部管理組織機構

為保證國家體育場鋼結構工程的統(tǒng)一管理和指揮，專業(yè)項目部管理組織機構要服

從總包鋼結構的統(tǒng)一管理，統(tǒng)一協(xié)調，并各自承擔各施工分區(qū)的施工任務和各項管理

工作。

3.3施工總體程序

根據(jù)本工程鋼結構的結構特點及2004年12月審批通過的《鋼結構安裝施工組織設

計》等，本工程主結構安裝采用散裝法。即桁架柱和主桁架散件出廠，運至施工現(xiàn)場,

在施工現(xiàn)場進行地面拼裝，然后分段進行吊裝.

由于本工程主結構主要由桁架柱和主桁架組成，且I、II區(qū)鋼結構180°旋轉對

稱，馬鞍型屋面東西高、南北低，桁架柱和主桁架分段重量重，安裝高度高，主桁架

縱橫交錯，所以在施工總體程序的選擇上，必須遵循以下原則：

（1）I、II區(qū)主結構安裝要對稱同步（180。旋轉對稱），并盡早形成安裝區(qū)域

局部穩(wěn)定單元；

（2）要先低后高，先柱后桁架；

（3）要保證構件拼裝順序以及前、后吊裝分段的搭接關系，以保持吊裝工作的

整體連貫性，避免吊機閑置和窩工現(xiàn)象的出現(xiàn)；

（4）要盡量減少前、后吊裝分段的對口數(shù)量，降低安裝是度；

（5）盡量減少吊車工況的變化及吊車的行走路程，以保證安全和整個工程的進

度。

（6）要保證主導施工路線的作業(yè)時間，確保工程按期完工。

（7）要考慮現(xiàn)場實際情況，包括場地條件、土建施工進度、地面拼裝進度及加

工制作進度。

根據(jù)以上原則，在施工總體程序上，將主結構安裝分為三個階段六個步驟，先安

裝南北方向桁架柱，后安裝東西方向桁架柱，內外主桁架的安裝穿插進行，具體如下:

第一階段

步驟一：進行I區(qū)P2、Pl、P24（II區(qū)P14、P13、P12）桁架柱的安裝；

步驟一：外環(huán)進行I區(qū)P23、P22、P21桁架柱及P24、Pl、P2對應的外圈主桁架（II

XP1KPIO、P9桁架柱及P14、P13、P12對應外圈主桁架）的安裝，內環(huán)進行南北方

向內圈主桁架的安裝；

步驟三：外環(huán)進行I區(qū)P3、P4、P5桁架柱（H區(qū)P15、P16、P17桁架柱）的安裝，

內環(huán)進行南北方向中圈主桁架的安裝和合攏；

第二階段

步驟一：外環(huán)進行I區(qū)P6、P7、P8桁架柱及對應外圈主桁架（II區(qū)P18、P19、P20

桁架柱及對應外圈主桁架）的安裝，內環(huán)進行東西方向內圈及部分中圈主桁架的安裝;

步驟二：外環(huán)進行東西方向中圈主桁架的安裝和合攏；

第三階段

外環(huán)進行四個角部區(qū)域外圈和中圈主桁架的安裝及屋面的整體合攏。

因現(xiàn)場安裝受多方施工條件的制約，所以在總體施工程序上必須充分考慮前后各

工序間的搭接關系，具體施工程序如下：

圖3.3主結構總體施工程序

3.4施工方法

本工程鋼結構跨度大、構件體型龐大、重量重，無法整根桁架進行吊裝，而其它

施工方法在某種程度上均存在不足，依據(jù)2004年12月審批通過的《鋼結構安裝施工組

織設計》等，本工程主結構安裝仍沿用散裝法。即桁架柱和主桁架散件出廠，運至施

工現(xiàn)場，在施工現(xiàn)場進行地面拼裝，搭設施工用支撐塔架分段進行吊裝，待屋面主結

構形成整體后，支撐塔架再整體同步卸載。

根據(jù)吊裝分段情況利吊機作業(yè)半徑，每個施工分區(qū)選用1臺800t履帶吊和1臺600t

履帶吊進行主結構的吊裝。其中，800t履帶吊布置在外環(huán)，負責桁架柱、外圈主桁架

及部分中圈主桁架的安裝，600工履帶吊布置在內環(huán)，負責內圈及部分中圈主桁架的安

裝。

3.5施工進度計劃

鋼結構總工期包括詳圖設計、材料采購、構件制作、現(xiàn)場安裝、支撐塔架卸載等

在內的作業(yè)時間。本工程由于前期準備期時間不足,起吊期倉促，因此，必須合理地

安排每道工序的作業(yè)時間及每根構件的吊裝時間。為確保國家體育場總體施工進度，

鋼結構工程主結構的安裝進度計劃表嚴格以總包提供的進度大綱為基準。

同時，在鋼結構安裝實施過程中需要上道工序包括土建施工單位、鋼結構加工單

位密切配合，為保證現(xiàn)場安裝進度，特作如下相關要求：

（1）鋼結構詳圖設計、構件加工和現(xiàn)場拼裝的順序必須嚴格按現(xiàn)場鋼結構安裝

順序進行。

（2）鋼結構詳圖設計、構件加工和現(xiàn)場拼裝進度必須滿足現(xiàn)場連續(xù)吊裝的要求。

（3）施工現(xiàn)場應盡可能多、盡可能早提供鋼結構施工場地和工作面，避免鋼結

構安裝受場地條件的制約而影響吊裝進度。

（4）要嚴格控制構件加工制作質量和現(xiàn)場拼裝質量。

（5）要實行倒班作業(yè)，特別是現(xiàn)場焊接工作，保證厚板一次焊接完畢。

（6）要提供足夠的施工用電，特別是施工高峰期的用電和夜間照明用電。

（7）要保證勞動力資源的數(shù)量和質量。

（8）要求合理利用資源，避免資源浪費。

（9）由于前道工序（非安裝階段）的延誤，安裝進度表將作調整并上報總承包審

定。

鋼結構工程總體進度計劃表見附表一（共四頁）。

3.6主要資源計劃

3.6.1設備資源配置計劃

(1)主要施工設備表

序設備名稱數(shù)

配置用途施工時間

號及型號規(guī)格量

主臂/副臂:54m/42m、

800噸履帶吊桁架柱、外圍主桁架

11臺60m/54m2005.9?2006.5

CC4800吊裝

超起：22*2601皿

主臂/副臂:56m/35m>

800噸履帶吊桁架柱、外圍主桁架

21臺56m/63m2005.9?2006.5

LR1800吊裝

超起：22*350tmx

600噸履帶吊主臂/副臂：60m/36m2005.10-

32臺內圈主桁架吊裝

CC2800超起：iri7*300t?ax2006.4

桁架柱翻身、散裝桿

4300噸履帶吊2臺2005.9?2006.5

件吊裝

550噸履帶吊2臺卸車、配合吊裝2005.9?2006.5

650噸汽車2臺水平運輸2005.9?2006.5

7交直流焊機60臺焊接2005.9?2006.5

C&氣體保護2005.9?2006.5

86()臺焊接

焊

9碳弧氣刨10臺清根2005.9?2006.5

10焊條烘箱8臺焊條烘烤2005.9?2006.5

11溫控箱8臺預熱，熱處理2005.9?2006.5

12螺旋千斤頂320臺50噸級整體卸載2006.3?2006.7

13手拉葫蘆10只20噸級構件姿態(tài)調整2005.7^2006.10

14電加熱器8組構件預熱2005.7^2006.6

(2)測量和監(jiān)測設備

序號機械設備名稱型號數(shù)量來源

1全站儀TCRA12014臺自備

2經(jīng)緯儀T24臺自備

3電子水準儀DNA032臺自備

4水準儀NA24臺自備

5測溫儀6套自備

6超聲波探傷儀JTS-72臺自備

8超聲波探傷儀LISN521臺自備

9超聲波探傷儀CTS-20001臺自備

10涂層測厚儀EPK60BF2套自備

11調頻通話機5km通話能力40自備

(3)主要施工設施表

序號名稱數(shù)量來源

1支撐塔架80組租賃及自制

2錨件購買及自制

3吊具購買及自制

4穩(wěn)定支撐及拉撐自制

5施工用爬梯自制

6施工操作平臺自制

3.6.2勞動力計劃

(1)總體勞動力配置

根據(jù)鋼結構安裝工作量，主結構安裝時，總體勞動力需求如下:

吊車起重測量架子后勤人

作業(yè)面抑工焊工油漆工電工

司機工二工員

安裝一線3203070102

610

安裝二線3153070102

安裝三線3203070102

610

安裝四線3153050102

項目部管理

40

人員

小計1270121202404020840

總計562

（2）勞動力使用動態(tài)計劃表

吊車后勤人

起重工測量工餅工焊工架子工油漆工電工合計

司機員

2005年8月1日3106102010522086

2005年9月1日9301250120405840314

2005年10月1日125012120240405840527

2005年11月1日127012120240405840547

2005年12月1日127012120240405840547

2006年1月1日127012120240405840547

2006年2月1日1270121202404020840562

2006年3月1日1270121202404020840562

2006年4月1日1270121202404020840562

2006年5月1日1270121202404020840562

2006年6月1日970121202404020840559

2006年7月1日970121202404020840559

2006年8月1日960121202404020840549

2006年9月1日35012501204020820323

2006年10月1日320650604020220221

2006年11月1日020620302020220138

2006年12月1日000000202527

合計工月（人.月）141870174150029905902501125657192

勞動力動態(tài)曲線圖:

4施工準備

4.1技術準備

（1）工程技術及施工管理人員熟悉、審查工程圖紙和有關資料，勘察施工現(xiàn)場。

（2）要調查研究，收集必要的資料，包括自然條件和當?shù)氐募夹g經(jīng)濟資料，如

氣象資料、地方材料、建筑構配件的供應等。

（3）要編制詳細施工預算。

（4）編制詳細的專項施工方案和施工作業(yè)設計，并做好技術交底等各項工作。

（5）根據(jù)焊接接頭形式、母材材質、所用焊材及焊接方法等具體情況做好焊接

工藝評定工作和現(xiàn)場焊接方案。

（6）設計大量的使用用臨時設施及工、卡具。

4.2現(xiàn)場準備

由于本工程施工現(xiàn)場比較狹窄，工期緊，鋼結構安裝受到一定的影響。同時，本

工程鋼結構噸位量大，構件多且體型大，不但需要大量的構件堆放場地和組裝場地，

而且要求現(xiàn)場暢通，確保大型吊車的進退場、行走路線和大型構件的進場。因此，工

程現(xiàn)場必須進行場地平整，清除施工障礙，修筑道路，接通施工用水管道、用電線路,

保證構件運輸、轉彎的暢通。外環(huán)道路能夠滿足800t履帶吊吊裝、行走，內環(huán)道路能

滿足600t履帶吊吊裝、行走。

為了便于工程文明施工管理，同時結合本工程現(xiàn)場條件，將生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)與生

活區(qū)嚴格分開，設辦公用房1500布，各類倉庫1000命，構件堆放場地7000.2,旦各區(qū)

根據(jù)自身特點制定不同的管理制度。

4.2.1施工總平面布置

為保證現(xiàn)場施工順利進行，現(xiàn)場施工總平面布置需要遵循乂下原則：

（1）在滿足施工的條件下，盡量節(jié)約施工用地；

（2）在滿足施工需要和文明施工的前提下，盡可能減少臨時建設的投資；

（3）在保證場內交通運輸暢通和滿足安裝對構件需求的前提下，最大限度的減

少場內運輸，特別是減少場內二次搬運;

（4）符合施工現(xiàn)場衛(wèi)生及安全技術要求和防火規(guī)范。

根據(jù)現(xiàn)場場地、鋼結構的施工順序及其它實際情況，拼裝場地和吊機行走道路要

按時間分階段提供。本工程施工總平面布置見施工總平面布置圖。

4.2.2場區(qū)交通組織

針對構件體型大、現(xiàn)場車輛多及現(xiàn)場情況復雜等特點，合理安排構件運輸線路和

場區(qū)交通組織十分重要，以避免出現(xiàn)道路堵塞現(xiàn)象。為保證正常施工和道路暢通，要

求在場地西北側預留不小于Um寬、6III高的通道（可利用混凝土看臺結構通道）。體育

場內、外設置吊機行走環(huán)道，道寬：外環(huán)30m,內環(huán)28m。根據(jù)目前體育場外圍出入口

情況，在東西兩側設計三條構件運輸用通道。具體見施工總平面布置圖附圖ZJG-004。

4.2.3安裝施工臨時用電計劃

現(xiàn)場用電包括現(xiàn)場施工用電和生活用電兩大部分，其中現(xiàn)場施工用電又包括現(xiàn)場

設備用電和現(xiàn)場照明用電，現(xiàn)場設備用電根據(jù)現(xiàn)場施工設備數(shù)量和額定功率來計算，

并根據(jù)使用情況（使用頻率和使用時間）考慮一定的折減系數(shù)，現(xiàn)場照明用電則應考

慮整個施工現(xiàn)場的照明和加班作業(yè)這一實際情況。由于該工程工期短，焊接工作量

大，施工時需要大量的焊機。工程開工后，現(xiàn)場用電量相當大.故工程開工前，必須

事先布置一定數(shù)量和容量供電點（變壓器），以滿足現(xiàn)場施工用電的要求和一定的用

電安全儲備。

施工用電量計算具體如下：（注：下表未含拼裝作業(yè)用電）

項目或設備名稱額定功率數(shù)量合計功率

焊機30kW120臺3600kW

空壓機24kW8臺192kW

焊條烘箱5kW4臺20kW

生活用電150kW1項150kW

現(xiàn)場照明lOOkW1項lOOkW

總用電需求量:

P=l.IX[0.6X192/0.65+0.5X(3600+20)+0.8X150+1.OX100]=2428KVA

現(xiàn)場生活用電使用獨立的三相五線制電纜由現(xiàn)場接駁點引至生活區(qū)；現(xiàn)場施工用

電由一級配電箱引至施工區(qū)，再由二級配電箱引至施工作業(yè)面內，電纜靠邊懸空掛

設，配電箱內需設置自動空氣開關、漏電開關，各配電箱必須作重復接地，現(xiàn)場所有

設備實施一機、一閘、一漏電開關制，由專人負責管理，以確保施工用電安全。同時，

安排好現(xiàn)場用電的平面和空間布置，以滿足施工現(xiàn)場地面及高空焊接的用電合理分配

需求。

4.3勞動力準備

項目管理班子按要求成立，施工作業(yè)人員按工種、數(shù)量根據(jù)勞動力計劃表準時到

位。特種施工人員要具備相應的資質證書，其中焊工還要經(jīng)過統(tǒng)一考試錄用。由于本

工程的焊接難度大，要求高，要在現(xiàn)場安裝單位中選80名焊工進行仰焊、立焊培訓。

所有工人進場施工前必須進行安全、技術教育。

4.4機具準備

現(xiàn)場施工機械特別是大型吊機如800噸、600噸、300噸吊車必須按要求進場，計

劃800t履帶吊在9月1日開始進場，在9月15日前完成組裝，具備吊裝能力。吊機進場

前，現(xiàn)場運輸?shù)缆?、大型吊機行走道路按要求敷設完成，滿足設計壓力要求。

現(xiàn)場需要的工器具按施工機具表要求數(shù)量準備。

4.5材料準備

除支撐胎架外，主結構安裝時，需用大量措施用材，如吊耳、工卡具、操作平臺、

鋼絲繩、卡環(huán)、卸口、纜風繩等，為保證安裝工作的順利進行，所有這些材料的采購

工作必須在開吊前完成，并落實到位。

5施工工藝

5.1桁架柱吊裝工藝

桁架柱截面大，高度高，單體重量重，單根桁架柱的最大重量大500多噸，高度

達67nb整根吊裝難度極大，且既不經(jīng)濟，又不安全。根據(jù)桁架柱的重量分布及目前

市場上的吊車資源，采用分段安裝的方法，分段斷口設置于桁架柱直線段斷口。為確

保桁架柱的整體制作和安裝進度，將桁架柱直接在拼裝胎架上整體立體拼裝，分段焊

接完成。因受運輸條件限制而進行的制作分段節(jié)點,在安裝分段線位置采用對接連接

板固定，使桁架柱在胎架上形成整體。桁架柱拼裝完成，并經(jīng)驗收合格后，擺放于吊

裝前指定的位置，桁架柱的吊裝采用雙機抬吊，旋轉立直，主吊車回轉就位的吊裝方

法。下段桁架柱就位后采用剛性支撐與就近的混凝土結構進行拉接，上段桁架柱在下

段桁架柱完成對口焊接后吊裝，就位并采用柔性拉索與混凝土結構進行拉接，確保每

個分段在安裝過程中及立面次結構安裝前的穩(wěn)定。在桁架柱安裝過程中設置兩個作業(yè)

面，其中一個在北側的第一標段，桁架柱安裝順序為P2-P1-P24-P23-P22-P21,然后

P3-P4-P5-P6-P7-P8；另外一條作業(yè)線設置在南側的第二標段，桁架柱安裝順序為

P14-P13-P12-P11-P10-P9,然后P15-P16-P17-P18-P19-P20,鋼樓梯柱、鋼樓梯及立

面次結構的安裝，應在桁架柱安裝完成后及時跟進安裝。

5.1.1桁架柱分段

本工程中的桁架柱為三角形斷面組合柱，主要由一根菱形內柱和兩根箱型外柱組

成，內、外柱之間設有箱型腹桿，兩外柱之間則設有箱型立面次結構。桁架柱斷面上

大下小，上端與主桁架相連，下端則與柱腳相接。為保證吊裝進度和安裝質量，桁架

柱分段時必須依照如下原則進行：

（1）分段長度和重量必須滿足吊機性能要求；

（2）分段后，各吊裝分段必須為具有一定整體性和剛度的空間實體，能滿足吊

裝時的受力要求；

（3）分段位置盡量避開節(jié)點區(qū)，包括桁架柱內部節(jié)點及與立面次結構和內樓梯

梁交叉節(jié)點;

（4）確保上部彎扭段為一整體安裝分段，避免高空對接彎扭接口；

（5）要盡量保證桁架柱內兩外柱之間的立面次結構能隨桁架柱一起吊裝；

（6）分段位置要盡量避開厚板區(qū)域、高強鋼區(qū)域、不等厚區(qū)域及扭轉區(qū)域；適

當將制作分段與現(xiàn)場分段位置結合；

（7）菱形內柱與箱型外柱的分段口盡量在同一高度，以方便安裝對口，確保安

裝質量；

（8）要盡量減少分段數(shù)量，以加快安裝進度。

根據(jù)以上原則，對桁架柱進行了初步分段，并將在深化設計過程當中對桁架柱的

分段進行分段點細化，兼顧制作與安裝的方便性。初步桁架柱分段位置見附圖。

根據(jù)以上原則，將桁架柱分為二段，即：柱下段、柱上段,各桁架柱分段見桁架

柱分段示意圖（附圖ZJG013~019）,分段重量及分段安裝頂點標高見下表:

序

桁架柱本體重安裝段頂

分段吊裝重量備注

號編號量⑴部標高（m）

1上段25040.746263含柱間次結構

PKP13)

2下段22823.550262含柱間次結構

3上段24142.831254含柱間次結構

P2(P14)

4下段21024.985242含柱間次結構

5上段24148.238254含柱間次結構

P3(P15)

6下段23930.841268

7上段24055.045253

P4(P16)

8下段26535.346288

9上段23161.037244

P5(P17)

10下段24541.535264

11上段25565.603268

P6(P18)

12下段25142.431270

13上段25267.122265

P7

14下段23846.656257

15上段25665.603269

P8(P20)

16下段26143.558280

17上段24561.307258

P9(P21)

18下段24737.729266含柱間次結構

19上段24355.045256

P10(P22)

20下段26135.266284

21上段23148.238244含柱間次結構

P11(P23)

22下段26030.541276

23上段22442.831237含柱間次結構

P12(P24)

24下段24827.635269

25上段25267.122265

P19

26下段23246.656245

附注：

①吊裝重量=本體重量+安全設施、平臺、爬梯重量（3t）+吊具重量10t（吊環(huán)、

扁擔、鋼絲繩）=本體重量+13t；

2）吊裝重量中含鑄鋼件、外柱節(jié)點牛腿重量，以及部分柱含柱間次結構重量（詳見上表備注）。

5.1.2吊機選擇

桁架柱整體重量重，起吊高度高，作業(yè)半徑大，為此，在進行桁架柱的安裝時需

采用特大型吊機。根據(jù)分段吊裝工藝和最大分段重量（約288t）,選用2臺800t履帶吊

場外進行桁架柱的吊裝。其中1臺LR1800型負責I區(qū)桁架柱吊裝，一臺CC4800T型負責

H區(qū)桁架柱吊裝。

LR1800型8001履帶吊選用SDWB工況，具體性能見下表:

工況配置主臂56米，仰角88°,副臂35米，超起配重350噸

工作半徑（m）20222426283032

額定吊重（t）394367340318295275256

吊鉤重量（t）12121212121212

允許吊重（t）382355328306283263244

CC4800T型800t履帶吊選用SWSL工況，具體性能見下表:

工況配置主臂54米，仰角88°,副臂42米，超起配重260噸

工作半徑（m）20222426283032

額定吊重（t）308308308308308304285

吊鉤重量（t）13.513.513.513.513.513.513.5

允許吊重（t）294.5294.5294.5294.5294.5290.5271.5

根據(jù)桁架柱翻轉直立過程中的重量分配，輔助吊車的最大允許吊重為173噸，起

重控制半徑設定為10米，因此對輔助吊車的選擇為CC2000型300噸吊車，選用42米主

臂，起重性能如下表:

工況配置CC2000,主臂42米，250噸吊鉤

起重半徑（m）8101214161820

額定吊重（D203179140110917666

吊鉤重量（t）4444444

允許吊重（t）199175136106877262

5.1.3吊裝索具的選用

桁架柱最重吊裝段為：G=288t,根據(jù)桁架柱形狀及分段重量、長度、起吊方法及

吊機性能等，采用吊耳吊裝。為滿足受力要求，吊耳應設置在桁架柱的節(jié)點區(qū)。其中，

上段柱應設在內柱柱頂、外柱與腹桿相交的節(jié)點。下段柱應設在內外柱與腹桿相交的

最上面的節(jié)點處，具體見下圖。為便于吊裝和考慮到桁架柱的外觀質量要求，上段柱

吊耳都設在柱頂外表面，下段柱吊耳都設在內外柱的內側。每段柱吊裝都設置三個吊

點，由于桁架柱吊裝段重量大，所以在每個吊點上設置兩個吊耳，用雙股鋼絲繩，以

減少吊裝索具分擔的拉力。吊耳的設計不但要滿足受力要求，還要考慮吊耳的方向能

滿足構件翻身和吊裝兩個工況的受力。

安裝時增

設固定桿/\

受起吊重量

限制,部分次?

結構后裝虬a

圖5.1.3桁架柱吊點設置示意圖

根據(jù)吊耳的布置情況初選一定長度的鋼絲繩，鋼絲繩的長度要滿足不同吊點之間

所掛鋼絲繩起吊時的夾角不大于60°,然后進行受力分析，算出鋼絲繩的荷載分配情

況，然后查鋼絲繩參數(shù)表，選擇合適的鋼絲繩。為保證桁架柱吊裝時的平衡以及就位

時的準確對口，需要采用滑輪組或穩(wěn)定平衡索來調節(jié)某一個或多個吊點到吊鉤的距

離。此時，還需考慮滑輪組的承載能力和滑輪組中所用鋼絲繩的承載能力。

吊耳、鋼絲繩等吊裝用工裝具設計詳見“吊裝用工裝件設計方案”

5.1.4桁架柱拼裝及吊機站位

由于桁架柱的安裝分段重量均達過了275噸，因此該類構件的安裝屬于超大型構

件的安裝，對于起重設備的定位和起吊、落鉤等一系列的位置都必須進行細化。而且

本工程的桁架柱位置沿整個體育場的周邊布置，因此所有桁架柱均采用大型履帶吊在

外圍進行安裝，由于采用的大型履帶吊均選用了超起性能，而且超起配重的回轉半徑

大于22米，如果采用全位置的回轉，則外圍的場地要求和構件的安裝半徑都較大，

因此在外圍的桁架柱安裝過程中，桁架柱的拼裝位置將給予詳細的規(guī)劃，避免大型履

帶吊的全位置回轉和安裝半徑過大。

受吊機負荷行走的限制，應按照總平面布置圖的要求就近進行桁架柱拼裝，拼裝

完成后，進行脫胎和翻身工作，翻身后應使得桁架柱距離安裝位置最近，以滿足吊車

安裝就位的作業(yè)半徑。構件脫胎擺放位置及吊車站位詳見附圖ZJG-00廣003。

5.1.5安裝順序與工藝流程

根據(jù)現(xiàn)場場地條件、吊機的搭配及施工任務的分工情況，整個鋼結構工程的施工

分成兩大施工區(qū)域，兩大施工區(qū)域”分區(qū)安裝、齊頭并進“，具體見主結構平面及立

面安裝順序圖。

桁架柱安裝安排在兩個階段四個步驟內進行，第一階段第一步：A區(qū)P2、Pl、P24（B

區(qū)P14、P13、P12）；第一階段第二步：A區(qū)P23、P22、P21（B區(qū)Pll、PIO、P9）；第一

階段第三步:A區(qū)P3、P4、P5（B區(qū)P15、P1段P17）;第二階段第一步：A區(qū)P6、P7、P8（B

區(qū)P18、P19、P20）o

桁架柱安裝工藝流程：

下段桁架柱脫胎一下段桁架柱翻身f下段桁架柱吊裝一吊裝就位一臨時固定一

找正調整一點焊及焊接固定（確保安全后）一吊機松鉤一與柱腳焊接（確保安全后）

f上段柱吊裝（順序同上）。

5.1.6桁架柱安裝工藝措施

桁架柱在安裝過程中，均采用獨立懸臂安裝的順序。由于桁架柱從下至上成發(fā)散

的趨勢，即頭重腳輕。為控制桁架柱在安裝階段的精確定位和焊接過程中的變形，必

須在桁架柱與主桁架連接前做好必要的工藝措施：

（1）桁架柱吊裝前應將桁架柱從胎架上水平吊出，吊裝時要保證桁架柱的平衡,

避免對胎架產(chǎn)生碰撞，桁架柱脫胎后應放在桁架柱吊裝時吊機指定站位點的作業(yè)半徑

范圍內。

（2）在確定吊點和進行鋼絲繩配置時，應先通過計算準確定出吊裝分段的重心,

然后再確定吊點和鋼絲繩配置。吊裝時，要保證內柱與地面垂直，吊鉤處于分段重心

的正上方。

（3）在桁架柱柱腳安裝階段，要控制柱腳端口的水平度，確保上段桁架柱在與

柱腳對口時不需要過大的外力即能精確定位。

（4）因桁架柱采用臥拼法，故吊裝前要進行翻身。桁架柱翻轉直立時，利用一

臺300t履帶吊配合800t吊車進行，詳見下圖。同時，應根據(jù)施工圖中的截面尺寸和

初步的節(jié)點設計，計算各分段的重心位置和上下吊點的荷載分配情況。

800蛀吊聚好％機的

KN*

圖5.1.6-1桁架柱翻身示意圖

W10處格和

4----------4-

圖5.1.6-2桁架柱